JVM 运行时内存结构（Run-Time Data Areas）
内存溢出分为两大类：OutOfMemoryError 和 StackOverflowError。
一、HeapOomError （JVM 堆内存溢出）
-Xms：初始值 -Xmx：最大值 -Xmn：最小值
public static void main(String[] args) { List<byte[]> list = new ArrayList<>(); int i = 0; while (true) { list.add(new byte[8 * 1024 * 1024]); System.out.println(++i); } }
二、MemoryLeakOomError（JVM 堆内存泄漏）
Java 语言中是指，未使用的对象仍然在 JVM 堆空间中存在，任保留着引用，无法被 GC。不停的堆积最终触发堆内存溢出。
三、OverheadLimitOomError（垃圾回收超时内存溢出）
# JDK6 新增错误类型。当 GC 为释放很小空间占用大量时间时抛出。 # （超过 98% 以上的时间去释放小于 2% 的堆空间） java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded # 关闭上述检查功能，通常不治本，最终会 Java heap space。应查看系统是否有使用大内存的代码或死循环 -XX:-UseGCOverheadLimit
static class Key { Integer id; Key(Integer id) { this.id = id; } // @Override // public int hashCode() { // return id.hashCode(); // } // // @Override // public boolean equals(Object o) { // boolean response = false; // if (o instanceof Key) { // response = (((Key) o).id).equals(this.id); // } // return response; // } } public static void main(String[] args) { Map<Key, String> m = new HashMap<>(); int x = 0; while (true) { for (int i = 0; i < 500; i++) { if (!m.containsKey(new Key(i))) { m.put(new Key(i), "Number:" + i); } } System.out.println(x++); } }
public static void main(String[] args) { Map map = System.getProperties(); Random r = new Random(); while (true) { map.put(r.nextInt(), "Oracle Java"); } }
四、MetaSpaceOomError（Metaspace内存溢出）
元空间的溢出，系统会抛出 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace。出现该错误的原因是类非常多或引用的 jar 包非常多或者通过动态代码生成类加载等方法，导致元空间的内存占用很大。
JDK8 开始，方法区的实现由永久代（PermGen）变成了元空间（Metaspace）。Metaspace 使用的是本地内存，而不是堆内存，也就是说在默认情况下 Metaspace 的大小只与本地内存大小有关。
# 初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整 # 如果释放了大量的空间，就适当降低该值。 # 如果释放了很少的空间，那么在不超过 MaxMetaspaceSize 下适当提高该值。 -XX:MetaspaceSize # 最大空间，默认没有限制。 # 防止因为某些情况导致 Metaspace 无限的使用本地内存，影响到其他程序。应设置大小。 -XX:MaxMetaspaceSize # Metaspace 增长时的最大幅度。 -XX:MaxMetaspaceExpansion # Metaspace 增长时的最小幅度。 -XX:MinMetaspaceExpansion # 当进行过Metaspace GC之后， 会计算当前Metaspace的空闲空间比，如果空闲比大于这个参数，那么虚拟机会释放 Metaspace 的部分空间。在本机该参数的默认值为70，也就是70%。 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio # 当进行过Metaspace GC之后，会计算当前 Metaspace 的空闲空间比，如果空闲比小于这个参数，那么虚拟机将增长 Metaspace 的大小。在本机该参数的默认值为40，也就是40%。 # 设置该参数可以控制 Metaspace 的增长的速度，太小的值会导致 Metaspace 增长的缓慢，Metaspace 的使用逐渐趋于饱和，可能会影响之后类的加载。而太大的值会导致 Metaspace 增长的过快，浪费内存。 -XX:MinMetaspaceFreeRatio
public static void main(String[] args) { ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean(); // 借助 CGlib 来动态地生成大量的 Class while (true) { Enhancer enhancer = new Enhancer(); enhancer.setSuperclass(MetaSpaceOomError.class); enhancer.setCallbackTypes(new Class[]{Dispatcher.class, MethodInterceptor.class}); enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilter() { @Override public int accept(Method method) { return 1; } @Override public boolean equals(Object obj) { return super.equals(obj); } }); Class clazz = enhancer.createClass(); System.out.println(clazz.getName() + "==================================="); // 显示数量信息(共加载过的类型数目,当前还有效的类型数目,已经被卸载的类型数目) System.out.println("total:" + loadingBean.getTotalLoadedClassCount()); System.out.println("active:" + loadingBean.getLoadedClassCount()); System.out.println("unloaded:" + loadingBean.getUnloadedClassCount()); } }
五、DirectoryMemoryOomError（直接内存内存溢出）
在使用 ByteBuffer 中的 allocateDirect() 的时候会出现，很多 Java NIO（如 netty）的框架中被封装为其他的方法，出现该问题时会抛出 java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory。
如果你在直接或间接使用了 ByteBuffer 中的 allocateDirect 方法，而不做 clear 就会出现类似的问题。
# 堆外内存最大值
-XX:MaxDirectMemorySize
private static int ONE_MB = 1024 * 1024; private static int index = 0; public static void main(String[] args) { try { System.out.println(VM.maxDirectMemory() / ONE_MB); ByteBuffer.allocateDirect(ONE_MB * 100); // 直接内存操作 Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); field.setAccessible(true); Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null); while (true) { index++; // 分配内存 long l = unsafe.allocateMemory(ONE_MB); // 释放内存 unsafe.freeMemory(l); } } catch (Exception | Error e) { System.out.println("index:" + index); e.printStackTrace(); } }
六、StackOomError（栈内存溢出）
当一个线程执行一个Java方法时，JVM将创建一个新的栈帧并且把它push到栈顶。
当一个方法递归调用自己时，每层调用都需要创建一个新的栈帧。当栈中越来越多的内存将随着递归调用而被消耗，最终造成 java.lang.StackOverflowError。
# 每个线程的堆栈大小 -Xss
private static int num = 1; public void testStack() throws StackOverflowError { num++; this.testStack(); } public static void main(String[] agrs) { try { StackOomError t = new StackOomError(); t.testStack(); } catch (StackOverflowError stackOverflowError) { System.out.println(num); stackOverflowError.printStackTrace(); } }
七、ArrayLimitOomError（数组超限内存溢出）
JVM 对应用程序所能分配数组最大大小是有限制的，Java 数组的索引是 int 类型，不同的平台限制有所不同。
在为数组分配内存之前，会执行特定平台的检查：分配的数据结构是否在此平台是可寻址的。
若数组长度超出系统上限就会造成 java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit。
public static void main(String[] args) { try { int[] arr = new int[Integer.MAX_VALUE]; } catch (Throwable t) { t.printStackTrace(); } }
